Thévenin en regulador de tensión con Zener

 

Queremos saber si el diodo Zener del siguiente circuito regulador de tensión está funcionando en su zona de ruptura, o de conducción en polarización inversa:

Lo primero que hacemos es retirar el Zener del circuito para dejar 2 terminales libres y sustituimos la fuente de alimentación por un cortocircuito:

Desde los terminales libres A y B podemos ver que Rs y RL están en paralelo. Lo podemos apreciar mejor si reconfiguramos el circuito de la siguiente manera:

Así que la resistencia equivalente de Thévenin (Rth) = Rs ⎹ ⎸RL

                                                                            Rth = 400 𝛀

Si ahora reponemos la fuente de alimentación a su posición original, podemos determinar la corriente y Vth:

En la malla de la izquierda del circuito  V - (I x Rs) - (I x RL) = 0

Sustituyendo,  60 - (I x 500) - (I x 2000) = 0

                        I = 60 / (500 + 2000)

                        I = 0,024 A

Por lo que Vth, que se corresponde con la caída de tensión en RL, será = I x RL
Vth = 0,024 x 2000 
Vth = 48 v

Para que el dispositivo trabaje en la zona de ruptura, Vz debe ser siempre menor que Vth. 

Es importante resaltar que este análisis se realiza únicamente para determinar el estado del Zener. Si resulta que el dispositivo está "encendido", o trabajando en la zona de ruptura como en este caso, el voltaje a través del diodo no va a ser Vth (48 v), si no de 33 v (Vz). Cuando se pone en funcionamiento el circuito, el Zener se "encenderá" en cuanto el voltaje a través del dispositivo alcance Vz (33 v) y se mantendrá en este valor sin que llegue nunca a valores mayores, como pueden ser los 48 v de Vth.

Como en este caso Vth (48 v) es mayor que el voltaje del Zener (33 v), el diodo funciona en la zona de ruptura, está "encendido" y conduce en polarización inversa:

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